粒子群優(yōu)化在船舶排樣和裝箱中的應(yīng)用.pdf

1、船舶排樣是船舶制造中的一個(gè)必備過(guò)程,在下料前優(yōu)化排樣結(jié)果,能極大提高鋼材的利用率,節(jié)約造船成本,從而提高船廠的經(jīng)濟(jì)效益,增強(qiáng)船廠的競(jìng)爭(zhēng)力。裝箱問(wèn)題普遍存在于運(yùn)輸行業(yè)中,目前多采用人工拼裝的裝箱方法。這種方法效率低下、空間利用率不高,有時(shí)需要反復(fù)的裝卸才能成功裝箱,浪費(fèi)了大量人力、物力。
　　船舶排樣問(wèn)題和裝箱問(wèn)題都屬于NP-hard問(wèn)題,研究這類問(wèn)題具有重要的應(yīng)用價(jià)值和理論意義,智能優(yōu)化算法是解決這類問(wèn)題的有效方法。粒子群優(yōu)化算法

2、作為一種全局隨機(jī)搜索的智能算法,有著收斂速度快、設(shè)置參數(shù)少、算法簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)、不需要梯度信息等優(yōu)點(diǎn),適合于船舶排樣問(wèn)題和裝箱問(wèn)題的智能優(yōu)化,并已被應(yīng)用于包括船舶制造在內(nèi)的多個(gè)領(lǐng)域。
　　基于上述背景,本文的主要研究?jī)?nèi)容包括以下三個(gè)方面:
　　1.研究粒子群優(yōu)化算法及其改進(jìn)方法,提出了一種改進(jìn)的簡(jiǎn)化粒子群算法—蛙跳簡(jiǎn)化粒子群算法。該算法將混合蛙跳算法的分組思想引入到簡(jiǎn)化粒子群算法中,使得粒子能夠利用更多的信息來(lái)更新自身位置。經(jīng)函

3、數(shù)測(cè)試,證明了該算法能夠有效的避免早熟,有效提升了算法的收斂速度和收斂精度。
　　2.結(jié)合剩余矩形法,將改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法應(yīng)用于船舶排樣問(wèn)題。文中采用對(duì)零件矩形包絡(luò)的方法將船舶排樣問(wèn)題轉(zhuǎn)化為矩形件排樣問(wèn)題,并將矩形件翻轉(zhuǎn)信息加入到排樣序列中,縮短了粒子位置的編碼長(zhǎng)度。經(jīng)過(guò)幾組數(shù)據(jù)的排樣測(cè)試,驗(yàn)證了該方法有效性,獲得了較好的排樣結(jié)果。
　　3.在求解裝箱問(wèn)題時(shí),本文使用了同種貨物連續(xù)放入的方法。首先采用改進(jìn)的粒子群算法來(lái)優(yōu)化